【光明网】我国科学家揭秘5亿年前陆地植物的共同祖先

　　光明网讯（记者宋雅娟）11月14日，国际期刊《细胞》（CELL）在线发表了中国农科院基因组所程时锋团队植物祖先陆地化研究成果：陆地植物的共同祖先，是一个“未上岸先适应”的单细胞绿藻。这一成果，解开了科学界争议已久的陆地植物共同祖先起源之谜。

　　文章题目及摘要

　　程时锋团队与来自德国、加拿大、俄罗斯和深圳华大基因的科学家联合，首次报道了两个单细胞绿藻基因组，及其与陆地植物共同的祖先在5亿年前突破干旱适应成功登陆的分子机制，揭示了陆地植物祖先“借用”土壤细菌基因的遗传物质创新以驱动漫长的陆地化进程。

　　绿藻及陆地植物祖先演化树

　　此前，科学家们明确，陆地植物的祖先来自江河湖海，从水生到陆生，从简单到复杂的演化过程中，经历过很多重要的进化创新。程时峰团队通过系统研究，证明了一种水生的单细胞绿藻Spirogloea muscicola是所有陆地植物最近缘的共同祖先。他们发现，许多之前被认为是陆地植物才有的基因，在该绿藻基因组上都能找到起源的“根”。

　　绿藻与陆地植物共同祖先的基因与家族创新

　　该研究还发现，为了适应陆地环境，绿色植物共同祖先基因组从土壤细菌中“借”来了两个关键基因：GRAS和PYL，这是大自然自发的“遗传工程事件”，也是陆地植物祖先适应陆地生境的关键分子驱动力。GRAS与植物生长、发育和抗逆等重要代谢途径相关；PYL则是脱落酸ABA遗传通路中重要的受体因子。此前这两个关键基因一直被认为是陆地植物所特有的。研究团队第一次将其“祖先的根”追溯到了双星藻纲的两个基因组上，并证明其起源于一次从土壤细菌中来的水平基因转移事件，并通过分子系统进化分析，发现这次水平基因转移事件发生的时间约为6亿年前，与植物陆地化上岸前的化石时间相吻合。

　　祖先陆地植物从土壤细菌中“借来”关键基因：GRAS和PYL

　　基因组所程时锋研究员为该文第一作者，德国科隆大学Michael Melkonian教授以及加拿大阿尔伯塔大学Gane Ka-Shu Wong教授为该文共同通讯作者，基因组所程时锋团队冼文飞实习研究员为共同第一作者。项目受到深圳市科创委、中国农业科学院创新工程、广东省岭南实验室和华大基因的资助。